TEMA 2 Hardware

TEMA 2.: HARDWARE
INTRODUCCION
Cuando hablamos de Hardware hablamos del conjunto de elementos
físicos que componen un ordenador (dispositivos electrónicos y
electromecánicos, circuitos, cables, tarjetas…).
Una computadora o un ordenador es un dispositivo electrónico
compuesto básicamente, según su estructura funcional, por un procesador,
una memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S).

Figura13: componentes de un ordenador

Las computadoras actuales, en su mayoría, utilizan la arquitectura de
Von Neumann, propuesta a principios de los años 40 por John Von
Neumann.
Esta arquitectura describe un computador en cuatro partes: la unidad
aritmético-lógica, la unidad de control, la memoria y los dispositivos de
entrada y salida (E/S). La unidad aritmético-lógica y la unidad de controlformaran lo que conocemos como CPU, o procesador del ordenador, y se
encargará de ejecutar las instrucciones que forman los programas. En la
memoria se almacenan los programas y datos con los que deseamos
trabajar y los dispositivos de entrada y salida se utilizan para obtener
información del mundo exterior y mostrar los resultados de las operaciones
que hemos realizado con dicha información.

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Enlas siguientes secciones estudiaremos detenidamente cada uno de
ellos. Los ejemplos y las fotos serán en su mayoría de dispositivos
utilizados en los PCs.
2.1 PROCESADORES

Figura 14: Procesador AMD K7 para PC

También denominado CPU (Central Processing Unit) o Unidad de
Proceso Central. Es la unidad donde se ejecutan todas las instrucciones de
los programas. Es el corazón de todo computadorcompuesto por un
microchip que está formado por millones de transistores. Estos millones de
transistores forman una serie de circuitos lógicos que permiten ejecutar
una variedad de instrucciones básicas.
Dentro de la CPU podemos distinguir dos unidades funcionales
diferentes: la Unidad Aritmético-Lógica y La Unidad de Control.
1. La unidad aritmético-lógica, o ALU, es un dispositivo diseñado
para llevara cabo operaciones elementales como puedan ser
operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicaciones, divisiones),
operaciones lógicas y operaciones de comparación. En esta unidad
es en donde se hace todo el trabajo computacional.
2. La unidad de control (UC) es la encargada de leer de la memoria e
interpretar las instrucciones que se van a ejecutar. Básicamente lo
que hace es leer de la memoriala siguiente instrucción a ejecutar,
lee los operandos (datos) y operadores y pasa esta información a la
ALU que será la encarga de ejecutar la instrucción. Una vez la
ALU haya ejecutado la instrucción, la unidad de control
almacenará el resultado en la zona de memoria que corresponda y
repetirá todo este proceso con la siguiente instrucción.

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Adicionalmente se encarga de controlar ygestionar el
funcionamiento e intercambio de información entre los distintos
dispositivos que forman parte del computador.
En la actualidad se utiliza como medida de rendimiento, potencia o
eficiencia de un procesador su frecuencia de reloj (o número de ciclos por
segundo). Una instrucción puede tardar 1 ó más ciclos de reloj en
ejecutarse. En teoría, a más velocidad, más instrucciones pueden
ejecutarse.En la práctica, el rendimiento de un procesador depende
además de otros muchos factores como puedan ser el número de
instrucciones que puedan ejecutar a la vez, el tamaño de las memorias
caches, el número de ciclos que tarde en ejecutar cada instrucción, el
repertorio de instrucciones proporcionado por el procesador, la finalidad
del procesador, etc.
Las principales características que describenun procesador son:
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Longitud de palabra: Número de bits de los datos con los que
puede operar el procesador. El tamaño de una palabra condiciona
muchos aspectos de la estructura y operaciones que puede llevar a
cabo el procesador. La mayoría de los registros en un ordenador
normalmente tienen el tamaño de la palabra. Los ordenadores
modernos normalmente tienen un tamaño de palabra de 16, 32 ó...